一种由鹿骨制备谷氨酸螯合钙的方法与流程

本发明涉及一种新型的骨钙钙源梅花鹿骨谷氨酸螯合钙的制备方法，属于药物制备
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：钙为人体需求量最大的宏量元素，钙缺乏会引起诸多疾病。世卫组织(who)的统计分析指出，人类165中基础疾病中有106中与缺钙有关。如骨质疏松、动脉硬化、老年痴呆等。而根据我国第四次全国营养调查结果显示，我国成人钙日摄入量为390.6mg，仅达到营养学会推荐摄入量的50％。目前市售的补钙制剂主要分为三类，第一类为无机钙，所谓第一代补钙产品，如碳酸钙、氧化钙、磷酸氢钙等；第二类为有机酸钙，所谓第二代补钙产品，如葡萄糖酸钙、柠檬酸钙、乳酸钙等；第三类为有机钙，所谓第三代补钙产品，如氨基酸鳌合钙。第一代、第二代补钙产品多存在难溶解、钙的吸收差、重金属超标等问题。而第三代补钙产品，钙以“氨基酸螯合物”的形式出现，使其溶解性、吸收率及生物利用度都大大提高，已备受市场青睐。已有的制备氨基酸螯合钙的钙源主要有两类，一是以无机的钙源，如氢氧化钙或氧化钙与氨基酸进行鳌合；另一种是以有机钙源，如动物骨骼，经酸水解，制成可溶性钙盐，再与氨基酸进行鳌合。前者的缺点是原料为无机钙，不够环保，且其反应时间较长，鳌合率低、能耗较高；而后者的不足在于，动物骨骼经酸水解后，破坏了动物骨骼中有利于钙吸收的有机成分，如vd2、vd3等，未能将原料中的有效成分充分利用。现用于氨基酸螯合钙的骨钙原料多为供食用动物的骨骼，如牛、羊、鱼等，而一些药用动物骨骼，如鹿骨尚未得到充分利用。早在中医古籍《名医别录》中就已有鹿骨药用的记载，有“主内虚，续绝伤”的功效，用于风湿四肢疼痛及筋骨冷痹；现代研究表明，鹿骨中除钙含量高外(本发明研究中测得其含钙量达17％，高于文献报道的其他动物骨粉的含钙量)，其尚含有丰富的氨基酸和可促进钙吸收的维生素d类成分。但在我国目前养鹿产业中，鹿骨作为副产物而弃用，造成极大浪费。如能以鹿骨为有机钙源，制备鹿骨氨酸螯合钙，不仅可以丰富市场上的补钙产品，提高补钙产品的吸收率，而且也将为鹿产业的价值提升奠定良好的基础。国内外制备氨基酸螯合钙的方法，主要有①水相中水解蛋白质制备氨基酸螯合钙；②高压流体纳米磨技术；③微波固相合成；④离子交换法及电解法等。方法①因实验条件容易实现，工艺较简单，不需昂贵设备而被广泛采用，但用酶水解蛋白质成本较高、无机酸水解又破坏骨钙源中的有机成分；方法②技术方法虽较新颖，氨基酸与钙螯合迅速，产品质量也稳定，但所需设备较昂贵；方法③鳌合反应时间较短、能耗少、污染少、效率高，但对设备的要求较高、投入较大，且微波反应器在运行过程中会产生的辐射；方法④具有条件简单，对环境无污染，生产成本低，转化率较高，产品纯度高的优点，但操作过程繁琐，耗时较长、能耗较大，同时离子选择性透过膜再生困难。cn101648884a公开了一种由低值淡水鱼骨制备复合氨基酸螯合钙的方法，制备步骤为，鱼骨清洗、蒸煮、氢氧化钠浸泡，洗至中性，干燥，粉碎，酸解法提取鱼骨粉中的钙，用复合氨基酸螯合鱼骨粉中钙离子，离心取清液，用无水乙醇洗涤二次，离心取沉淀，干燥粉碎得复合氨基酸螯合钙产品。本发明首次采用低值淡水鱼加工副产物鱼骨制备复合氨基酸螯合钙，大大地提高了淡水鱼副产物的附加值。用本发明制备的复合氨基酸螯合钙经动物实验证实，大鼠的股骨钙含量为38.11±5.30，股骨钙的储留率11.00±5.30，如与vd3配伍，更可增加其生物利用率，提高补钙的效果。用本发明制备的复合氨基酸螯合钙的补钙作用与葡萄糖酸钙相当，高于碳酸钙，但钙储留率显著高于葡萄糖酸钙组和碳酸钙组。但该技术方案存在以下问题：①未注明处理后的鱼骨应达到何种标准；②未能考虑酸水解对鱼骨中有机物质的影响，以至于需要在后续的制备中加入vd3，增加了生产的成本；③产物的螯合率较低，仅为88.84％。cn106187798a公开了一种氨基酸纳米螯合钙的制备方法，所述方法步骤如下：1)骨粉与盐酸混合，加热水解得可溶性钙；2)可溶性钙和氨基酸以摩尔比为1∶1混合，得混合液；3)所得混合液加入重量比例1.5％的枸橼酸经过均质机均质，使混合液中固体颗粒度在30微米以下，再将所得混合液喷入高压流体纳米磨进行螯合得到澄清的溶液；4)溶液经干燥得氨基酸纳米螯合钙。本发明原料钙来源于有机钙，低碳环保，无毒无污染，不含重金属离子，再结合纳米新技术，得到优质氨基酸纳米螯合钙，该工艺方法简单、易操作，成本低，有利于废物利用及工业化生产。但该技术方案存在以下问题：①对进行鳌合的原料，骨粉的质量要求为明确；②未考虑酸水解对动物骨粉中，可促进钙吸收有机物质的影响；③未注明该工艺产物的螯合率，因为工艺中加入了枸橼酸，可能使钙的鳌合率降低。技术实现要素：本发明的目的在于，提供一种安全高效、低廉环保的由鹿骨制备的氨酸螯合钙的最佳制备工艺。本发明目的可通过以下技术方案实现：一种由鹿骨制备谷氨酸螯合钙的方法，包括以下步骤：1)制备鹿骨粉：将新鲜梅花鹿鹿骨剔去肉、筋膜、骨髓，洗净，于烘箱105℃干燥至恒重，粉碎，过60目筛，并符合质量要求，即得梅花鹿骨粉。2)制备鹿骨螯合钙：将鹿骨粉与谷氨酸质量比按1:1～5的比例混合，加入水，调ph6.0～8.0，60～70℃螯合；取上清液减压浓缩，加无水乙醇沉淀，沉淀物干燥粉碎，即得鹿骨谷氨酸螯合钙粉。所述步骤(2)中，螯合时间为50～70min。所述步骤(2)中，沉淀温度为0～4℃，沉淀时间12～24h。一种由鹿骨制备谷氨酸螯合钙的方法，具体包括以下步骤：1)制备鹿骨粉：将新鲜梅花鹿鹿骨剔去肉、筋膜、骨髓，洗净，于烘箱105℃干燥至恒重，粉碎，过60目筛，并符合质量要求，即得梅花鹿骨粉。2)制备鹿骨螯合钙：将鹿骨粉与谷氨酸质量比按1:1～5的比例混合，加入水，以naoh调节溶液ph6.0～8.0，于60～70℃螯合50～70min，并不断搅拌，离心取上清液，减压浓缩，加无水乙醇，于0～4℃沉淀12～24h，沉淀物干燥，粉碎，即得鹿骨谷氨酸螯合钙粉。一种由鹿骨制备谷氨酸螯合钙的方法，具体包括以下步骤：1)制备鹿骨粉：将新鲜梅花鹿鹿骨剔去肉、筋膜、骨髓，洗净，于烘箱105℃干燥至恒重，粉碎，过60目筛，并符合质量要求，即得梅花鹿骨粉。2)制备鹿骨螯合钙：鹿骨粉与谷氨酸的质量比为1:1混合，反应溶液ph值7.0，螯合反应时间60min，螯合反应温度70℃。与现有技术相比，本发明的有益效果在于：(1)螯合率高，同时含有较高的vd，可充分利用鹿骨中的钙资源；(2)溶解性好，生物利用度高，可减轻药物对胃肠道的刺激；(3)无任何添加剂、防腐剂，安全可靠；(4)生产工艺简单，适合工业化、自动化生产，无“三废”产生，减少了对环境的污染。附图说明图1为vd2、vd3对照品测定的高效液相色谱图图2为鹿骨中vd2、vd3测定的高效液相色谱图。具体实施方式实施例1所述的鹿骨粉质量要求依据：实验如下：取新鲜梅花鹿鹿骨，剔去肉、筋膜、骨髓，洗净，干燥，粉碎，过60目筛)。分别采用2015版《中国药典》通则0832第二法(水为溶剂)、通则2201法、gb/t5009.6-2003法，测定鹿骨粉的水分、浸出物及粗脂肪含量，结果见表1。表1鹿骨粉相关检查结果(％)样品编号水分浸出物粗脂肪1#4.315.811.22#4.515.212.83#4.416.511.74#4.416.312.45#4.516.110.3均值4.416.011.7以鹿骨粉水分、脂肪含量平均值的120％为最高限量；以浸出物含量平均值的80％为最低标准，制定鹿骨粉质量要求，即水分不得过6.0％、粗脂肪不得过15.0％、浸出物不得低于12.0％。本发明在对原料鹿骨质量进行分析中发现，其除含钙量(17％)远高于其他单位骨骼外，其尚含有促进钙吸收的vd类成分。相关测定结果见图1、2及表2。表2鹿骨粉中vd2、vd3含量vd3的国际标准推荐摄入量为婴儿、青少年、孕妇、乳母300～400iu(国际单位)/天(1iu＝0.025μg)，成人7.5～10μg/天；鹿骨粉中vd3含量为12.9～15.2μg·g-1，相当于516～608iu，故采用未经任何化学处理的鹿骨原粉，作为鹿骨氨基酸鳌合钙的原料。本发明在对原料鹿骨质量进行分析时，对原料鹿骨中的有害元素铜、汞、铅、砷、镉的含量及元素存在状态进行了分析，实验结果见表3。表3鹿骨粉水提液中有害元素存在状态分析(μg·g-1)有害元素可溶态悬浮态无机态有机态cu15.900.42258.5935.258hg————pb————as0.27360.059000.19000.1877cd0.13690.037500.13130.001800由表3可见，鹿骨粉水提物中均未检出汞、铅的存在，而铜、汞、镉的含量也均符合国家食品及药品标准要求。步骤1)、步骤2)所述干燥方法，可选室温干燥、真空干燥、烘箱干燥、冷冻干燥等，优选烘箱干燥(设备简单、易操作)。步骤2)所述的氨基酸可选其他食用级氨基酸，优选低值、无异味、化学性质稳定的谷氨酸。实施例2步骤2)所述的鳌合条件，实验筛选(一)：以鹿骨粉与谷氨酸的质量比(a)、ph值(b)、螯合反应时间(c)、螯合反应温度(d)为影响因素，以谷氨酸螯合钙的螯合率为指标，设计四因素三水平的正交实验，实验测得结果见表4。表4正交实验结果由表4的统计学结果可见，最佳鳌合反应条件应是：a2b1c2d3，即鹿骨粉与谷氨酸的质量比为1:1，反应溶液ph值6.0，螯合反应时间60min，螯合反应温度70℃。实施例3步骤2)所述的鳌合条件，实验筛选(二)：对螯合过程中的各影响因素分别进行单因素分析，发现鹿骨粉与谷氨酸的质量比(a)、、螯合反应时间(c)和螯合反应温度(d)与正交试验的影响一致，而ph值的影响与正交试验存在差异，测定结果见表5：表5单因素实验结果由表5可见，ph值对鳌合率的影响较大，以ph为7.0为最佳。上述实验发现，正交试验得出的最佳ph值与单因素得出的并不一致，实际实验中，当ph值为7.0时，螯合率更高。实施例4综合正交试验与单因素考察实验分析结果，确定本发明的鳌合条件为：鹿骨粉与谷氨酸的质量比为1:1，反应溶液ph值7.0，螯合反应时间60min，螯合反应温度70℃进行了验证试验，实验测定结果见表6。表6验证实验结果由表6，在此条件下，三次平均螯合率达到97.3％，高于已有的以其他原料为钙源，制备氨基酸螯合钙的螯合率(低值淡水鱼骨复合氨基酸螯合钙的鳌合率为88.8％、蛋壳粉氨基酸螯合钙的螯合率为89.3％、牡蛎壳谷氨酸螯合钙螯合率为94.5％)。对经上述工艺流程制得的鹿骨谷氨酸螯合钙粉进行相关检查，结果见表7。表7鹿骨谷氨酸螯合钙粉检查结果由表7可见，按本发明中确定的鹿骨谷氨酸钙鳌合工艺，所制备的产品质量稳定，且鳌合高。实施例5将鹿骨粉1份、谷氨酸1份、蒸馏水200份混合，用1mol·l-1的naoh调ph＝7.0，70℃保温螯合60min。趁热过滤，滤液经减压浓缩后，加无水乙醇至醇浓度为90％，4℃，醇沉12h，抽滤后将沉淀物减压干燥，即得谷氨酸螯合钙粉。实施例6将鹿骨粉1份、谷氨酸0.5份、蒸馏水150份混合，用1mol·l-1的naoh调ph＝6.0，于50℃下，保温螯合50min。趁热过滤，滤液经减压浓缩后，加无水乙醇至醇浓度为80％，4℃，醇沉12h，抽滤后将沉淀物减压干燥，即得谷氨酸螯合钙粉。实施例7将鹿骨粉1份、谷氨酸1份、蒸馏水200份混合，用1mol·l-1的naoh调ph＝7.0，于50℃下，保温螯合70min。趁热过滤，滤液经减压浓缩后，加无水乙醇至醇浓度为90％，2℃，醇沉12h，抽滤后将沉淀物减压干燥，即得谷氨酸螯合钙粉。实施例8将鹿骨粉1份、谷氨酸1.5份、蒸馏水250份混合，用1mol·l-1的naoh调ph＝8.0，于70℃下，保温螯合60min。趁热过滤，滤液经减压浓缩后，加无水乙醇至醇浓度为95％，0℃，醇沉24h，抽滤后将沉淀物减压干燥，即得谷氨酸螯合钙粉。实施例9螯合率及钙含量测定钙含量测定：取上述工艺制得的鹿骨谷氨酸螯合钙粉末0.20g，精密称定。置于250ml锥形瓶中，用50ml蒸馏水溶解，加入4滴1％铬黑t指示剂和2.0ml的氨-氯化铵缓冲溶液，摇匀；以标定的edta溶液进行滴定，重复测定3次，取平均体积v0。螯合钙含量测定：取上述工艺制得的谷氨酸螯合钙粉末0.20g，精密称定。置于250ml锥形瓶中，加50ml无水乙醇，充分搅拌离心、烘干，加50ml蒸馏水溶解，用标定的edta溶液进行滴定，方法同上，记下消耗的edta溶液平均体积v1。螯合率的计算对比例1将鹿骨粉1份、1mol·l-1的盐酸10份混合，在90℃下水解20min，过滤，得到可溶性钙，加与骨粉等量的谷氨酸、加蒸馏水200份混合，用1mol·l-1的naoh调ph＝7.0，于70℃下，保温螯合60min。趁热过滤，滤液经减压浓缩后，加无水乙醇至醇浓度为80％，4℃，醇沉24h，抽滤后将沉淀物减压干燥，即得谷氨酸螯合钙粉。对比例1与实施例5相比，制备出的螯合钙中vd含量远低于实施例4中的螯合钙，且螯合率偏低，为89.47％。当前第1页1 2 3